任小玉 靳艷濤 趙培

淺談壓力容器制造過(guò)程中的檢驗(yàn)

任小玉 靳艷濤 趙培

文章概述了壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)的重要性和壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)的目的以及探討檢驗(yàn)的范圍與項(xiàng)目。

壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)；檢驗(yàn)?zāi)康?；范圍與項(xiàng)目

據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)壓力容器制造廠家1800余家，壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都起著重要作用的設(shè)備。

壓力容器作為特種設(shè)備的一種，其安全性能可謂是其性能指標(biāo)中最重要的一項(xiàng)，在壓力容器的設(shè)計(jì)、制作、檢驗(yàn)的過(guò)程中，檢驗(yàn)（檢測(cè)）過(guò)程是一項(xiàng)十分重要的過(guò)程。

壓力容器制造過(guò)程的檢驗(yàn)基本與其制作工序基本一致，主要分為：原材料的檢驗(yàn)、下料檢驗(yàn)、組裝檢驗(yàn)、焊接檢驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)、熱處理、壓力試驗(yàn)檢驗(yàn)及對(duì)制作過(guò)程中的質(zhì)量驗(yàn)證的理化試驗(yàn)檢驗(yàn)。

1 壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)?zāi)康?/h2>

壓力容器檢驗(yàn)的基本目的就是防止壓力容器失效事故，特別是危害最嚴(yán)重的破裂事故的發(fā)生，通過(guò)驗(yàn)證性檢驗(yàn)和抽查等手段來(lái)保證壓力容器產(chǎn)品的安全性能，在壓力容器出廠或投入使用前就發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而杜絕因質(zhì)量不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求而在使用時(shí)失效的可能性。

壓力容器的檢驗(yàn)是指檢驗(yàn)員用目視的方法輔以簡(jiǎn)單的工具和量具對(duì)壓力容器實(shí)施檢驗(yàn)。檢驗(yàn)是壓力容器制造中必不可少的環(huán)節(jié)，也是壓力容器制造中最重要的環(huán)節(jié)之一。其內(nèi)容包括外觀檢查、結(jié)構(gòu)檢查以及幾何尺寸檢查。通過(guò)對(duì)壓力容器制造過(guò)程的檢驗(yàn)，壓力容器檢驗(yàn)員應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面做出判斷：

a.壓力容器的有關(guān)資料是否與實(shí)際相符；

b.壓力容器的制造質(zhì)量如何；

c.被檢壓力容器在后續(xù)檢驗(yàn)工序中應(yīng)該重點(diǎn)檢驗(yàn)?zāi)男┓矫妗?/p>

2 壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)范圍

一般壓力容器的范圍是指壓力容器本體和安全附件一般包括：

2.1 容器與外部管道連接

a.焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面；

b.螺紋連接的第一個(gè)螺紋接頭端面；

c.法蘭連接的第一個(gè)法蘭密封面；

d.專(zhuān)用連接件或管件連接的第一個(gè)密封面。

2.2 殼體、封頭（端蓋）、膨脹節(jié)、設(shè)備法蘭、球罐的球殼板、換熱器的管板和換熱管、M36以上（含M36）的設(shè)備主螺栓以及公稱(chēng)直徑大于或者等于250mm的接管和管法蘭。

2.3 壓力容器的安全附件，包括直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片裝置、緊急切斷裝置、安全連鎖裝置、壓力表、液位計(jì)、測(cè)溫儀表等。

2.4 其它一些與承壓部分的內(nèi)部或外部相連接的元件，可能是承壓件、也可能沒(méi)有承壓功能，或者是結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性功能。承壓功能如容器開(kāi)孔的補(bǔ)強(qiáng)件、非承壓的功能如容器的裙座、非結(jié)構(gòu)性功能附件如銘牌、吊耳等。另外如公稱(chēng)直徑小于250mm的接管和管法蘭螺栓等在壓力容器的制作過(guò)程中也應(yīng)按受壓元件進(jìn)行制作、檢驗(yàn)。

3 壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)項(xiàng)目

一臺(tái)壓力容器的整個(gè)制造過(guò)程需要成千上萬(wàn)道工序，概括起來(lái)容器制作大致包括如下主要過(guò)程：

3.1 下料及材料標(biāo)識(shí)

主要受壓元件的下料檢驗(yàn)包括前期排版（更合理的材料利用和加工制作、檢驗(yàn)的便利性）、材料的確認(rèn)、劃線(xiàn)的確認(rèn)等，一些特殊材質(zhì)的材料還要對(duì)割口表面進(jìn)行檢驗(yàn)和檢測(cè)；承壓零件的材料應(yīng)有識(shí)別標(biāo)記。這種標(biāo)記直到部件組裝或安裝完備后仍能識(shí)別，如果標(biāo)記在制造中被去除，要進(jìn)行標(biāo)記移植。材料的標(biāo)志要具有可追溯性和唯一性。

下料的注意點(diǎn)：筒體與封頭的對(duì)接型式、主要受壓元件的厚度選擇、元件的后續(xù)可加工性、材料標(biāo)記的可追溯性。

3.2 組裝（成形和彎曲）

各受壓元件要按圖紙的型式需逐步的組裝到一起，成型的過(guò)程需要卷制彎曲成型，切割成型等，在過(guò)程中還要注意后續(xù)的焊接工作的延續(xù)性，此工序亦是檢驗(yàn)過(guò)程的重要組成部分。

組裝成形的注意點(diǎn)：成形設(shè)備能力、成形后尺寸公差、接頭間隙、錯(cuò)邊量的控制、開(kāi)孔方位的正確性。

3.3 焊接

焊接是壓力容器制造過(guò)程中最主要和最關(guān)鍵的工藝，此過(guò)程對(duì)壓力容器的安全性能起著絕對(duì)性作用。

焊接重點(diǎn)檢查控制：使用的焊接工藝是經(jīng)過(guò)評(píng)定的、焊工經(jīng)過(guò)考試合格，焊材經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格并按要求進(jìn)行保管、焙烘發(fā)放，母材和坡口尺寸符合并無(wú)有害物質(zhì)附著、焊接溫度濕度風(fēng)速等環(huán)境條件合適，焊接溫度電流電壓焊速等過(guò)程參數(shù)符合要求。

3.4 無(wú)損檢測(cè)

此過(guò)程作為壓力容器專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)過(guò)程，在這里不多做介紹。

3.5 熱處理

焊接過(guò)程的預(yù)熱和層間溫度應(yīng)符合焊接工藝評(píng)定要求，預(yù)熱溫度是在即將進(jìn)行焊接前，坡口中的最低溫度，或在多層焊的情況下，在即將焊接某一焊道前，下面鄰近焊道金屬的最低溫度。層間溫度是在即將焊接某一焊層前，下面鄰近焊層金屬的最高溫度。焊接結(jié)束或中途焊接中斷應(yīng)進(jìn)行后熱。預(yù)熱、層間溫度、后熱的加熱方法可采用任何適宜的方法，但不應(yīng)把有害物質(zhì)帶進(jìn)焊接區(qū)。

焊后消應(yīng)力溫度、最短保溫時(shí)間、升溫速度和降溫速度指標(biāo)均有強(qiáng)制性要求。熱處理方法：爐內(nèi)加熱、局部加熱、部件內(nèi)部加熱等。

熱處理過(guò)程注意事項(xiàng)：a.熱處理設(shè)備能力，采用局部加熱時(shí)，要注意工廠歷史經(jīng)驗(yàn)情況；b.熱電偶的數(shù)量、標(biāo)定和放置位置；c.熱處理過(guò)程工藝參數(shù)；（4）時(shí)間-溫度的記錄等。

3.6 壓力試驗(yàn)

3.6.1 容器壓力試驗(yàn)前提條件

規(guī)定的所有制造工序已經(jīng)完成并經(jīng)總體檢驗(yàn)合格。

3.6.2 壓力試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)要求

壓力容器壓力試驗(yàn)過(guò)程參數(shù)包括：試驗(yàn)介質(zhì)、試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)溫度（介質(zhì)溫度）、保壓時(shí)間、升壓速度等。

a.試驗(yàn)介質(zhì)：壓力試驗(yàn)介質(zhì)很多，如水、氣、蒸汽等，但可以用水作試驗(yàn)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇水作為介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)。

b.試驗(yàn)溫度條件：在GB150規(guī)定:Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不低于5℃，其他碳鋼和低合金鋼液體溫度不低于15℃，低溫容器液壓試驗(yàn)的液體溫度應(yīng)不低于殼體材料和焊接接頭的沖擊試驗(yàn)溫度（取其高者）加20℃ 。如果由于板厚等因素造成材料無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)溫度。

c.試驗(yàn)壓力：試驗(yàn)壓力指容器試驗(yàn)時(shí)，容器頂部的壓力。不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)壓力值要求不一樣，容器一般情況是最小1.25倍的設(shè)計(jì)壓力，氣體容器是最小1.5倍的設(shè)計(jì)壓力。

d.保壓時(shí)間和目視檢查（檢漏）時(shí)壓力：在GB150規(guī)定：在試驗(yàn)壓力下保持30分鐘后，降到設(shè)計(jì)壓力下檢查。

e.升壓速度：溫度穩(wěn)定后緩緩升壓。

f.壓力表：兩個(gè)量程相同的并且經(jīng)過(guò)檢定合格的壓力表；一般低壓容器使用的壓力表精度不低于2.5級(jí)，中壓及高壓容器使用的壓力表精度不低于1.6級(jí)。

3.6.3 水壓試驗(yàn)驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)

a.無(wú)滲漏；

b.無(wú)可見(jiàn)的變形；

c.試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)異常的聲響。

4 壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)的主要內(nèi)容

檢查的內(nèi)容主要有外觀檢查、尺寸檢查、結(jié)構(gòu)檢查。

4.1 外觀檢查

主要檢查以下內(nèi)容：

4.1.1 設(shè)備及其附件內(nèi)外壁的裂縫、腐蝕、變形、損傷、焊接質(zhì)量、肉瘤、凹坑、泄漏；

4.1.2 安全附件、支座支承、排放裝置、接管座緊固螺栓等外部構(gòu)件。

4.2 尺寸檢查

檢查內(nèi)容：尺寸檢查貫穿于壓力容器制造的全過(guò)程，即：原材料尺寸、下料尺寸、加工尺寸、裝配尺寸、焊縫尺寸、成品尺寸、缺陷尺寸等。

4.3 結(jié)構(gòu)檢查

檢查內(nèi)容 ：主要檢查結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，重點(diǎn)是構(gòu)造或布置得不合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)及焊接結(jié)構(gòu)。

5 壓力容器制造過(guò)程檢驗(yàn)的檢查方法與常用檢查工具

壓力容器過(guò)程檢驗(yàn)以目視檢查為主，或借助于小工具和檢查人員的感覺(jué)器官對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，以發(fā)現(xiàn)存在的缺陷。常見(jiàn)的方法有目視檢查、量具檢查和樣板檢查。

5.1 目視檢查

通常采用肉眼檢查，也可輔以手電筒、5-10倍放大鏡、反光鏡、內(nèi)窺鏡。肉眼能夠迅速掃視大面積范圍，并且能夠察覺(jué)細(xì)微的顏色和結(jié)構(gòu)的變化。在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行檢查時(shí)，最好采用手電筒貼著容器表面平行照射，此時(shí)容器表面的微淺坑槽也能清楚地顯示出來(lái)，鼓包和變形的凹凸不平現(xiàn)象能夠看得更加清楚，即使是表面裂紋也能顯現(xiàn)出黑色的線(xiàn)痕。

對(duì)于人無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部用肉眼檢查的小型設(shè)備，可以將手從手孔或接管口中伸入，觸摸設(shè)備的內(nèi)表面，檢查內(nèi)壁是否光滑，有無(wú)凹坑、鼓包。

目視檢查中，在設(shè)備或另部件表面發(fā)現(xiàn)各種形態(tài)的缺陷時(shí)，檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)容器制造、作用等方面的情況，予以綜合判斷，并分別給于適當(dāng)?shù)奶幹谩?/p>

5.2 量具檢查

采用常規(guī)量具（直尺、卷尺、塞尺、游標(biāo)卡尺、皮尺、焊縫檢驗(yàn)尺、測(cè)厚儀、測(cè)深卡尺等）測(cè)量設(shè)備各部分的尺寸以及缺陷的大小、面積、深度和位置等。

用專(zhuān)用量具（焊縫尺等）測(cè)量焊接后的焊縫寬度、焊縫余高和角焊縫厚度等。

5.3 樣板檢查

目的是檢查成型件的形狀，以及設(shè)備的棱角度和各種變形。方法是用預(yù)先將設(shè)備某部份的形狀尺寸按圖紙要求做成的樣板緊靠其表面，檢查它們的形狀、尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。樣板檢查在壓力容器檢查中用得比較多。檢查時(shí)首先要注意樣板是否已經(jīng)過(guò)校驗(yàn)合格。

6 結(jié)束語(yǔ)

石油化工及各類(lèi)工業(yè)中使用的壓力容器，類(lèi)型多，多層包扎、扁平鋼帶繞制的容器比較常見(jiàn)，這些容器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作壓力高，有些容器的工作介質(zhì)有毒有害，易燃易爆，特別是化工行業(yè)的壓力容器經(jīng)常受停電、停車(chē)、停產(chǎn)的影響，很容易損壞。加強(qiáng)壓力容器運(yùn)行中的檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)消除事故隱患，是保障人民生命安全，國(guó)家財(cái)產(chǎn)免遭損失的重要措施。

[1]強(qiáng)天鵬.壓力容器檢驗(yàn)，2008

[2]夏克.工作環(huán)境改變后在役壓力容器的檢驗(yàn).工業(yè)安全與環(huán)保，2005年第31卷第7期

[3]陳彪.在役壓力容器危險(xiǎn)缺陷的檢測(cè).云南化工，2003年第30卷第11期

[4]GB150鋼制壓力容器

[5]魏鋒，壽比南等.壓力容器檢驗(yàn)及無(wú)損檢測(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

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